Поняття про несучі конструкції будівель та споруд

Будівлі – наземні будівельні об’єкти, пов’язані з перебуванням людей.

Поняття «споруди» є більш широким и включає як будівлі, так і спеціальні види споруд, призначені для виконання задач технічних (інженерні споруди – мости, труби, резервуари і т.і.) або естетичні (архітектурні споруди).

Будівлі і споруди складаються з окремих конструктивних елементів (конструкцій), які можна розділити на несучі та огороджуючі.

Деякі елементи поєднують ці дві функції (як правило, неефективно).

Конструктивні елементи (конструкції) будівель та споруд

Конструктивні елементи (конструкції) будівель та споруд

Огороджуючі

Відокремлюють приміщення одне від

одного та від оточуючого середовища

(вікна, двері, перегородки і т.і.)

Огороджуючі

Відокремлюють приміщення одне від

одного та від оточуючого середовища

(вікна, двері, перегородки і т.і.)

В дисципліні «Будівлі та споруди та їх поведінка в умовах пожежі» розглядаються питання проектування несучих конструкції,

їх вогнестійкість та вогнезахист.

Проектування включає дві складові – розрахунок та конструювання.

В дисципліні «Будівлі та споруди та їх поведінка в умовах пожежі» розглядаються питання проектування несучих конструкції,

їх вогнестійкість та вогнезахист.

Проектування включає дві складові – розрахунок та конструювання.

Несучі

Сприймають і передають діючі на них

навантаження

(колони, балки, ферми і т.і.)

Несучі

Сприймають і передають діючі на них

навантаження

(колони, балки, ферми і т.і.)

ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ І КЛАСИФІКАЦІЯ БУДІВЕЛЬ

За призначенням

За видом матеріалу стін та несучих конструкцій (дерев‘яні; кам‘яні - з природних та штучних каменів; залізобетонні; стальні, змішані)

За умовною висотою – малоповерхові Н < 9 м (як правило до 3 поверхів);

– багатоповерхові 9 м < Н < 26.5 м (як правило до 9 поверхів);

– підвищеної поверховості 26.5 м < Н < 47 м (як правило до 16 поверхів);

– висотні Н > 47 м (як правило вище 16 поверхів)

Споруди

Житлові

Громадські

Будівлі Інженерні споруди

СільськогосподарськіПромисловіЦивільні

Виробничі

Допоміжні

Складські

Транспортні

Ферми

Птахофабрики

Склади Виробництво Торгівля

Автосалони Спорт Офіси

Типи будівель та споруд

54 метри вільний проліт

Склади

Машинобудівний завод

Виробничі корпуси і складські приміщення

Автоцентри

Спортивні споруди

Офісні будівлі

Дитячий садок

Сільськогосподарські будівлі

Транспортного призначення

Конструктивна система

визначається сукупністю взаємозв'язаних конструктивних елементів будівлі, які забезпечують її механічну міцність.

Конструктивні системи:

1. Стінова.

2. Каркасна

3. Об'ємно-блочна.

4. Оболонкова.

5. Стовбурна.

Стінова системаНесучі конструкції - стіни

1 – несучі поперечні стіни; 2 – несучі подовжні стіни; 3 – панелі перекриття

123

Каркасна системаНесучі конструкції – просторовий каркас

1

2

3

1 – вертикальні лінійні несучі конструкції; 2 – горизонтальні лінійні несучі конструкції; 3 – панелі або балки перекриття

12

3

Об'ємно-блокова системаНесучі конструкції – об'ємні блоки

Оболонкова системаНесучі конструкції – зовнішні каркасні оболонки

Стовбурна системаНесуча конструкція – вертикальний стовбур

2

3

4

1

1 – фундамент2 – несучий стовбур3 – навісні поверхи4 – консольні поверхи

2

4

Конструктивна схема(взаємне розташування несучих конструкцій)

- подовжня;

- поперечна;

- подовжньо-поперечна

1 – несучі поперечні стіни; 2 – несучі подовжні стіни; 3 – панелі перекриття

123

Вимоги до несучих конструкцій, які враховуються при проектуванні

Вимоги до несучих конструкцій

Вимоги до несучих конструкцій

(3) Технологічні

Узгодженість конструктивних рішень з технологією виготовлення,

транспортування, монтажу та експлуатації конструкції

(3) Технологічні

Узгодженість конструктивних рішень з технологією виготовлення,

транспортування, монтажу та експлуатації конструкції

(4) Естетичні

Створення сприятливого враження про конструкції, архітектурна виразність

(4) Естетичні

Створення сприятливого враження про конструкції, архітектурна виразність

(1) Технічні

Сприймання та передача конструкцією діючих навантажень при цьому зберігається міцність, жорсткість і стійкість з необхідною надійністю

та довговічністю

Локальні руйнування окремих конструкцій не повинні призводити до прогресуючого

руйнування всієї споруди

(1) Технічні

Сприймання та передача конструкцією діючих навантажень при цьому зберігається міцність, жорсткість і стійкість з необхідною надійністю

та довговічністю

Локальні руйнування окремих конструкцій не повинні призводити до прогресуючого

руйнування всієї споруди

(5) Екологічні

Неспричинення шкоди навколишньому середовищу,

можливість вторинного використання матеріалів по закінченні терміну

служби конструкції

(5) Екологічні

Неспричинення шкоди навколишньому середовищу,

можливість вторинного використання матеріалів по закінченні терміну

служби конструкції

(2) Економічні

Забезпечення найменшої вартості, праце- і енергоємності виготовлення, монтажу та

експлуатації конструкції

(2) Економічні

Забезпечення найменшої вартості, праце- і енергоємності виготовлення, монтажу та

експлуатації конструкції

Особливості забезпечення економічних вимог

Технічні та економічні вимоги багато в чому є суперечливими: нерідко скорочення витрати матеріалу знижує не тільки вартість, але і надійність конструкції.

Проектування несучих конструкцій неминуче пов'язане з вибором компромісу між економічністю і ризиками.

Пошук найбільш економічного конструктивного рішення досягається порівнянням різних варіантів (варіантного проектування) або пошуком оптимального співвідношення параметрів в межах одного варіанта (оптимальне проектування).

Зниження ваги конструкцій призводить до зменшення навантаження на них і конструкції, які знаходяться нижче.

Уніфікація - приведення до однаковості розмірів і форм конструктивних елементів.

Забезпечення економічності конструктивних рішень

Забезпечення економічності конструктивних рішень

Застосування раціональних

конструктивних форм, концентрація матеріалу

Застосування раціональних

конструктивних форм, концентрація матеріалу

Уніфікація і типізаціяУніфікація і типізація

Вдосконалення методів розрахунку

Вдосконалення методів розрахунку

Зниження ваги конструкцій

Зниження ваги конструкцій

Основи фундаментів

ФУНДАМЕНТОМ називається підземна частина будинку, яка сприймає всі навантаження, постійні і тимчасові, що виникають в надземних частинах, і яка передає ці навантаження на основи.

ОСНОВОЮ називають масив ґрунту, розташований під фундаментом, що безпосередньо сприймає навантаження від будови.

ВИМОГИ ДО ОСНОВ:1) достатня несуча спроможність (характеризується величиною

нормативного тиску (Rн));2) рівномірна здатність до стиску;3) відсутність спучення; 4) відсутність розмивання і розчинення грунтовими водами;5) не припускати просадок та оповзнів.

Основи фундаментів

Основи

Природні Штучні

Скельні Нескельні Укріплені Ущільнені

Граніт, базальт,вапняк, піщаник

Пісок, супісь, суглинок,

глина

– силікатизація;– бітумізація;– цементація

Палі

Забивні залізобетонні палі

1- квадратного перерізу 2- циліндричного перерізу

Забивні дерев’яні палі

3 - без башмака 4 - зі стальним башмаком

1 2 3 4

Набивні бетонні та залізобетонні палі

1 – гвинтова, 2 – набивна (буріння свердловини, нагнітання бетону), 3 – в оболонці зі стальної труби, 4 – з розширеною вибухом п’ятою, 5 – залізобетонна

1 2 3 4 5

Види паль по характеру роботи в ґрунті

1 – палі-стійки, 2 – висячі палі в слабких ґрунтах, 3 – висячі палі в щільних ґрунтах

1 2 3

Пальовий фундамент з ростверком під будинком

Види фундаментів

1. По технології виготовлення фундаменти можуть бути:а) збірні; б) збірно-монолітні; в) монолітні;

2. По виду матеріалу фундаменти бувають:1) бутові; 2) бутобетонні; 3) бетонні; 4) залізобетонні; 5) металеві (для палевих фундаментів);6) дерев'яні;

3. По конструктивному рішенню фундаменти бувають:- стрічкові; - суцільні; - стовбурні; - пальові;

Види фундаментів

1 – стрічковий, 2 – стовпчастий, 3 – суцільний, 4 - пальовий

1

2

3

4

Стрічкові фундаменти

1 – бутова кладка, 2 – бутобетон, 3 – бетонний

1 2 3

Стрічкові фундаменти

Нфунд = Нпромерз + (0.15…0.2) [м]

а) монолітний б) збірний

Гідро-ізоляція

ПІДВАЛ

Фундаментна плита

Фундаментні блоки

Стіна ФП ФБ

Підсипка

Фундам.стіна

Гідроізоляція

Стіна

Перекриття

Вимощення

РГВ

ГП

Підошва фундаменту

Обріз фундаменту

Фундаментнастіна

Стіна

РГВ

ГП

Пазухи Пазухи

Стовбурний фундамент стаканного типу

Бетонування

Колона

Бетонна підготовка

Фундамент під колону

(підколонник);

Стовбчасті фундаменти

Стрічкові та суцільні фундаменти

Суцільні фундаменти

Суцільні фундаменти застосовують при будівництві багатоповерхових будинків на слабких і нерівномірно стиснутих грунтах.

Грунт

Суцільний фундамент

Колони

Суцільні фундаменти

Блоки фундаментні

Бетонні блоки стрічкових фундаментів

ЗОВНІШНІ І ВНУТРІШНІ СТІНИ

Стіни – це вертикальні несучі та огороджувальні конструкції, які відокремлюють внутрішній простір будівлі від зовнішнього середовища та розподіляють його на приміщення.

ОСНОВНІ ВИМОГИ ДО СТІН– міцність, жорсткість, стійкість;– довговічність; – пожежобезпечність;– забезпечення сприятливого температуро-вологісного режиму

приміщень;– декоративні якості.

КЛАСИФІКАЦІЯ СТІН

1. За місцем розташування: - зовнішні;

- внутрішні;

2. За матеріалом: – кам'яні (з штучного або природного каміння);

– дерев'яні;

– металеві;

– комбіновані (метал-скло-пластик).

3. За структурою: - одношарові;

- шаруваті;

4. За несучою спроможністю: - несучі;

- самонесучі;

- навісні;

Цегляні стіни

Стіни з цегли та штучного каміння

Перегородки

Стіни з панелей та блоків

Перегородки

Колони

З’єднання

Підкранові балки

Перемички

З’єднання панелей

Горизонтальні стики зовнішніх стін

крупнопанельних будівель

Стіни промислових будівель

Стіни з панелей та блоків

Перекриття промислових будівель

Класифікація перекриттів

За матеріалом : 1) залізобетонні 2) металеві 3) дерев'яні.За місцем розташування : 1) міжповерхове; 2) горищне; 3) надпідвальне.За технологією виконання : 1) збірні 2) збірно-монолітні 3) монолітні

По звукоізоляції перекриття бувають:

1) акустично однорідні – без повітряного прошарку;

2) акустично неоднорідні – з повітряним або звукоизоляційнім прошарком:

– з шаруватою підлогою; – з роздільною підлогою; – з роздільною стелею; – з роздільними підлогою та

стелею

За видами конструкцій : - балочні; - плитні - монолітні.

Перекриття

СХОДИ В БУДІВЛЯХ

Сходи - конструкції, які призначені для комунікації між поверхами та аварійної евакуації людей.

Основні вимоги до сходів:- механічна міцність; - довговічність;- зручність при ходьбі, достатня пропускна

здатність;- вогнестійкість, незадимлюваність.

Класифікація сходів

За призначенням :• основні або головні - для повсякденної експлуатації - ухил (1:2) ... (1:1.75);• вхідні - для входу в будинок, які улаштовують звичайно у вигляді широкого

вхідного майданчика зі східцями - ухил (1:2);• допоміжні - запасні (службові, що служать для аварійної евакуації, сполучення з

горищем або підвалом, для підходу до різноманітного обладнання та ін.) - ухил (1:1.75) ... (1:1.25);

• евакуаційні (аварійні) - для евакуації людей та аварійного сполучення між поверхами - ухил (1:1.5) ... (1:1)

• пожежні - для праці пожежників;

За розташуванням сходів в будинку :С1 - внутрішні, розташовані в сходових клітках; С2 - внутрішні відкриті - без огороджувальних стін - у вестибулях, холах

громадських будинків;С3 – зовнішні відкриті;внутриквартирні, що служать для зв’язку житлових приміщень в межах однієї

квартири при розташуванні її в декількох рівнях;горищні;підвальні.

Сходові клітки (за ДБН В.1.1-7-2002, табл. 5)

Звичайні сходові клітки

СК1- з природним освітленням крізь засклені або відкриті прорізи у зовнішніх стінах на кожному поверсі

СК2 - з природнім освітленням крізь засклені прорізи у покритті

Сходові клітки, що не задимлюються

Н1 - із входом до сходової клітки з кожного надземного поверху через зовнішню повітряну зону по відкритих назовні переходах

Н2 - з підпором повітря до сходової клітки у разі пожежі та з природним освітленням на кожному надземному поверсі у зовнішніх стінах через вікна

Н3 - із входом до сходової клітки на кожному надземному поверсі через протипожежний тамбур-шлюз 1-го типу з підпором повітря та з природним освітленням на кожному поверсі у зовнішніх стінах через вікна

Н4 - без природного освітлення, з підпором повітря до сходової клітки у разі пожежі та із входом до сходової клітки на кожному поверсі через протипожежний тамбур-шлюз 1-го типу з підпором повітря

Пожежні сходи

П1 - вертикальна металева драбина, що починається з висоти 2,5 м від рівня землі, має ширину 0,7 м та площадку перед виходом на покрівлю з огородженням висотою не менше 0,6 м. Починаючи з висоти 10 м драбина повинна мати дуги через кожні 0,7 м з радіусом заокруглення 0,35 м та з центром, віддаленим від драбини на 0,45 м.

П2 - маршеві металеві сходи, що починається з висоти 2,5 м від рівня землі та мають ухил маршів не більше за 6:1, ширину 0,7 м, а також площадки не рідше ніж через 8 м та поручні

2500

Ферми

Стропильні ферми

Попередньо напружені ферми

Дерев’яні арки та ферми

Класифікація покриттів

1. За матеріалом:

а) несучих конструкцій:

- дерев’яні

- металеві

- залізобетонні

2. За ухилом:

- схильні

- плоскі

б) покрівлі:

- жорстка (дерев’яна,

металева, шиферна,

черепична...)

- м’яка (руберойдна...)

3. За конструкцією:

- кроквяні

- суміщені